KR102370444B1 - Power converting apparatus and air conditioner including the same - Google Patents

Power converting apparatus and air conditioner including the same Download PDF

Info

Publication number
KR102370444B1
KR102370444B1 KR1020150094888A KR20150094888A KR102370444B1 KR 102370444 B1 KR102370444 B1 KR 102370444B1 KR 1020150094888 A KR1020150094888 A KR 1020150094888A KR 20150094888 A KR20150094888 A KR 20150094888A KR 102370444 B1 KR102370444 B1 KR 102370444B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
boost converter
phase
interleaved
phase difference
unit
Prior art date
Application number
KR1020150094888A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170004487A (en
Inventor
채승우
김상현
오정언
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020150094888A priority Critical patent/KR102370444B1/en
Priority to US15/741,227 priority patent/US10516331B2/en
Priority to PCT/KR2016/007047 priority patent/WO2017003221A1/en
Publication of KR20170004487A publication Critical patent/KR20170004487A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102370444B1 publication Critical patent/KR102370444B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/88—Electrical aspects, e.g. circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved

Abstract

본 발명은 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고, dc단 커패시터에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어한다. 이에 따라, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner having the same. A power conversion device according to an embodiment of the present invention includes an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and a control unit for controlling the interleaved boost converter, In the first mode, the control unit controls the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to be a first phase difference, and when the current ripple flowing through the dc stage capacitor is equal to or greater than a predetermined value, the second mode to control so that the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is variable. Accordingly, it is possible to reduce the ripple current flowing into the capacitor disposed at the output terminal of the interleaved boost converter.

Description

전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기{Power converting apparatus and air conditioner including the same}Power converting apparatus and air conditioner having same

본 발명은 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있는 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner having the same, and more particularly, to a power converter capable of reducing a ripple current flowing into a capacitor disposed at an output terminal of an interleaved boost converter, and an air conditioner having the same it's about gear.

전력변환장치는, 전자기기의 동작을 위해, 전자기기에 구비된다. 예를 들어, 전력변환장치는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하거나, 직류 전원의 레벨을 변환시킨다.The power conversion device is provided in the electronic device for the operation of the electronic device. For example, the power converter converts AC power to DC power or converts the level of DC power.

한편, 전자기기 중 공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. Meanwhile, among electronic devices, the air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment for humans by discharging cold and hot air into the room to create a comfortable indoor environment, controlling the indoor temperature, and purifying the indoor air. In general, an air conditioner includes an indoor unit configured as a heat exchanger and installed indoors, and an outdoor unit configured as a compressor and a heat exchanger and supplying refrigerant to the indoor unit.

한편, 공기조화기는, 입력되는 교류 전압을, 이용하여 동작하는데, 특히, 인버터를 통해, 모터를 구동한다. 이러한 경우, 인버터에 접속되는 부하 가변에 따라, 일시적으로 불안전 구동이 되는 경우가 발생하게 된다.On the other hand, the air conditioner operates using an input AC voltage, and in particular, drives a motor through an inverter. In this case, depending on the variable load connected to the inverter, there may be a case of temporary insecure driving.

본 발명의 목적은, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있는 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a power converter capable of reducing a ripple current flowing into a capacitor disposed at an output terminal of an interleaved boost converter, and an air conditioner having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고, dc단 커패시터에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어한다.Power conversion device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to the output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and control the interleaved boost converter In the first mode, the control unit controls the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to be a first phase difference, and the current ripple flowing through the dc stage capacitor is set to a predetermined value. In this case, the second mode is entered, and a phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is controlled to vary.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, d부하에 따라, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어한다.In addition, the power conversion device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and an interleaved boost converter and a controller for controlling the , wherein the controller controls so that the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters varies according to the load d.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기와, 압축기를 구동하기 위한 전력변환장치를 포함하며, 전력변환장치는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고, dc단 커패시터에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어한다.On the other hand, an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a compressor for compressing a refrigerant, a heat exchanger for performing heat exchange using the compressed refrigerant, and a power converter for driving the compressor, , The power conversion device includes an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and a control unit for controlling the interleaved boost converter, the control unit including a first mode In the interleaved boost converter, the phase difference between the first boost converter and the second boost converter is controlled to be the first phase difference, and when the current ripple flowing through the dc stage capacitor is equal to or greater than a predetermined value, the second mode is entered, and the interleaved boost A phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the converters is controlled to vary.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기와, 압축기를 구동하기 위한 전력변환장치를 포함하며, 전력변환장치는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 부하에 따라, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어한다. In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a compressor for compressing a refrigerant, a heat exchanger for performing heat exchange using the compressed refrigerant, and a power converter for driving the compressor, , The power conversion device includes an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and a control unit for controlling the interleaved boost converter, the control unit according to the load , a phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is controlled to vary.

본 발명의 일실시예에 따른, 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고, dc단 커패시터에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어함으로써, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a power conversion device and an air conditioner having the same include an interleaved boost converter, a dc stage capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc stage capacitor, and an interleaved boost converter including a control unit for controlling, the control unit, in the first mode, controls the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to be a first phase difference, and the current ripple flowing through the dc stage capacitor is When the value is greater than or equal to a predetermined value, the second mode is entered and the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is controlled so that the ripple current flows into the capacitor disposed at the output terminal of the interleaved boost converter. can be reduced.

한편, 안정적으로 커패시터로 유입되는 리플 전류가 저감되므로, 저용량의 커패시터 사용이 가능하게 된다. 따라서, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.Meanwhile, since the ripple current stably flowing into the capacitor is reduced, it is possible to use a low-capacitance capacitor. Accordingly, the manufacturing cost can be reduced.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 인터리브 부스트 컨버터와, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터와, dc단 커패시터에 접속되는 부하와, 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 부하에 따라, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어함으로써, 실시간으로, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a power conversion device and an air conditioner having the same include an interleaved boost converter, a dc terminal capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter, a load connected to the dc terminal capacitor, and interleaved and a control unit for controlling the boost converter, wherein the control unit controls the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to vary according to a load, so as to be disposed at the output terminal of the interleaved boost converter in real time It is possible to reduce the ripple current flowing into the capacitor.

특히, 부하가 커질수록, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 커지도록 제어함으로써, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다.In particular, by controlling the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to increase as the load increases, the ripple current flowing into the capacitor disposed at the output terminal of the interleaved boost converter can be reduced. do.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 도 1의 실외기 내의 전력변환장치의 블록도이다.
도 4a는 도 3의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 4b는 도 3의 컨버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 5a는 도 3의 컨버터의 회로도의 일 예이다.
도 5b는 도 3의 컨버터의 회로도의 다른 예이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a의 컨버터 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환장치의 동작방법을 나타내는 순서도이다.
도 8a 내지 도 12b는 도 7의 동작방법의 설명에 참조되는 도면이다.1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .
3 is a block diagram of a power conversion device in the outdoor unit of FIG. 1 .
4A is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 3 .
4B is an internal block diagram of the converter control unit of FIG. 3 .
5A is an example of a circuit diagram of the converter of FIG. 3 .
5B is another example of a circuit diagram of the converter of FIG. 3 .
6A to 6C are diagrams referenced in the description of the converter operation of FIG. 5A.
7 is a flowchart illustrating a method of operating a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
8A to 12B are diagrams referred to in the description of the operation method of FIG. 7 .

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes “module” and “part” for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 대형의 공기조화기(50)로서, 복수의 실내기(31 내지 35), 복수의 실내기에 연결되는 복수의 실외기(21, 22), 복수의 실내기 각각과 연결되는 리모컨(41 내지 45), 그리고 복수의 실내기 및 실외기를 제어하는 원격제어기(10)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the air conditioner according to the present invention is a large-sized air conditioner 50, including a plurality of indoor units 31 to 35, a plurality of outdoor units 21 and 22 connected to the plurality of indoor units, and a plurality of air conditioners. It may include a remote controller 41 to 45 connected to each of the indoor units, and a remote controller 10 for controlling a plurality of indoor units and outdoor units.

원격제어기(10)는 복수의 실내기(31 내지 36) 및 복수의 실외기(21, 22)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어한다. 이때, 원격제어기(10)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어 등을 수행할 수 있다. The remote controller 10 is connected to the plurality of indoor units 31 to 36 and the plurality of outdoor units 21 and 22 to monitor and control operations thereof. In this case, the remote controller 10 may be connected to a plurality of indoor units to perform operation setting, lock setting, schedule control, group control, and the like for the indoor units.

공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 천장형 공기조화기를 예로 설명한다. 또한, 공기조화기는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. The air conditioner may be any one of a stand-type air conditioner, a wall-mounted air conditioner, and a ceiling-type air conditioner. However, for convenience of description, the ceiling-type air conditioner will be described as an example below. In addition, the air conditioner may further include at least one of a ventilator, an air purifier, a humidifier, and a heater, and may operate in conjunction with the operation of the indoor unit and the outdoor unit.

실외기(21, 22)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The outdoor units 21 and 22 include a compressor (not shown) that receives and compresses a refrigerant, an outdoor heat exchanger (not shown) that exchanges heat between the refrigerant and outdoor air, and an accumulator that extracts a gaseous refrigerant from the supplied refrigerant and supplies it to the compressor. (not shown) and a four-way valve (not shown) for selecting a refrigerant flow path according to the heating operation. In addition, a plurality of sensors, valves, and an oil recovery device are further included, but a description of the configuration will be omitted below.

실외기(21, 22)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31 내지 35)로 냉매를 공급한다. 실외기(21,22)는 원격제어기(10) 또는 실내기(31 내지 35)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다. The outdoor units 21 and 22 operate a provided compressor and an outdoor heat exchanger to compress or heat-exchange the refrigerant according to a setting to supply the refrigerant to the indoor units 31 to 35 . The outdoor units 21 and 22 are driven by the request of the remote controller 10 or the indoor units 31 to 35, and as the cooling/heating capacity is changed in response to the driven indoor unit, the number of outdoor units operated and the The number of operations is variable.

이때, 실외기(21, 22)는 복수의 실외기가, 각각 연결된 실내기로 각각 냉매를 공급하는 것을 기본으로 하여 설명하나, 실외기 및 실내기의 연결구조에 따라 복수의 실외기가 상호 연결되어 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수도 있다. In this case, the outdoor units 21 and 22 are described on the basis of supplying refrigerant to the indoor units to which the plurality of outdoor units are respectively connected. can also be supplied.

실내기(31 내지 35)는 복수의 실외기(21, 22) 중 어느 하나에 연결되어, 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31 내지 35)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The indoor units 31 to 35 are connected to any one of the plurality of outdoor units 21 and 22 , receive refrigerant, and discharge hot and cold air into the room. The indoor units 31 to 35 include an indoor heat exchanger (not shown), an indoor unit fan (not shown), an expansion valve (not shown) through which the supplied refrigerant is expanded, and a plurality of sensors (not shown).

이때, 실외기(21, 22) 및 실내기(31 내지 35)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 실외기 및 실내기는 원격제어기(10)와 별도의 통신선으로 연결되어 원격제어기(10)의 제어에 따라 동작한다. At this time, the outdoor units 21 and 22 and the indoor units 31 to 35 are connected through a communication line to transmit and receive data, and the outdoor unit and the indoor unit are connected to the remote controller 10 through a separate communication line to control the remote controller 10 . operate according to

리모컨(41 내지 45)는 실내기에 각각 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신하며, 경우에 따라 복수의 실내기에 하나의 리모컨이 연결되어 하나의 리모컨 입력을 통해 복수의 실내기의 설정이 변경될 수 있다. The remote controllers 41 to 45 may be respectively connected to the indoor unit, input a user's control command to the indoor unit, and receive and display status information of the indoor unit. In this case, the remote control communicates with the indoor unit by wire or wirelessly depending on the connection type to the indoor unit, and in some cases, one remote control is connected to a plurality of indoor units, and the settings of the plurality of indoor units may be changed through one remote control input.

또한, 리모컨(41 내지 45)은 내부에 온도감지센서를 포함할 수 있다. In addition, the remote controllers 41 to 45 may include a temperature sensor therein.

도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .

도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분된다. Referring to the drawings, the air conditioner 50 is largely divided into an indoor unit 31 and an outdoor unit 21 .

실외기(21)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다. The outdoor unit 21 includes a compressor 102 serving to compress the refrigerant, a compressor electric motor 102b for driving the compressor, an outdoor heat exchanger 104 serving to radiate heat from the compressed refrigerant, and an outdoor unit. An outdoor blower 105 comprising an outdoor fan 105a disposed on one side of the heat exchanger 104 to promote heat dissipation of the refrigerant and an electric motor 105b rotating the outdoor fan 105a, and expansion to expand the condensed refrigerant The mechanism 106, the cooling/heating switching valve 110 for changing the flow path of the compressed refrigerant, and the accumulator 103 for temporarily storing the vaporized refrigerant to remove moisture and foreign substances and then supplying the refrigerant at a constant pressure to the compressor etc.

실내기(31)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109)와, 실내측 열교환기(109)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The indoor unit 31 includes an indoor heat exchanger 109 disposed indoors to perform a cooling/heating function, an indoor fan 109a disposed at one side of the indoor heat exchanger 109 to promote heat dissipation of the refrigerant, and an indoor unit. and an indoor blower 109 including an electric motor 109b that rotates the fan 109a.

실내측 열교환기(109)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor heat exchanger 109 may be installed. At least one of an inverter compressor and a constant speed compressor may be used as the compressor 102 .

또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the air conditioner 50 may be configured as an air conditioner for cooling the room, or may be configured as a heat pump for cooling or heating the room.

한편, 도 2에서는 실내기(31)와 실외기(21)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although FIG. 2 shows one indoor unit 31 and one outdoor unit 21, the driving device of the air conditioner according to the embodiment of the present invention is not limited thereto. Of course, it is applicable to an air conditioner, an air conditioner including one indoor unit and a plurality of outdoor units.

도 3은 도 1의 실외기 내의 전력변환장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a power conversion device in the outdoor unit of FIG. 1 .

도면을 참조하면, 전력변환장치(200)는, 압축기를 구동하기 위한 전력변환장치로서, 압축기 모터(250)를 구동할 수 있다. 한편, 압축기 모터(250) 구동에 의해, 압축기(102)가 구동될 수 있다.Referring to the drawings, the power converter 200 is a power converter for driving the compressor, and may drive the compressor motor 250 . Meanwhile, by driving the compressor motor 250 , the compressor 102 may be driven.

이를 위해, 전력변환장치(200)는, 압축기 모터(250)에 삼상 교류 전류를 출력하는 인버터(220)와, 인버터(220)를 제어하는 인버터 제어부(230)와, 인버터(220)에 직류 전원을 공급하는 컨버터(210), 컨버터(210)를 제어하는 컨버터 제어부(215)를 포함할 수 있다.To this end, the power converter 200 includes an inverter 220 that outputs a three-phase alternating current to the compressor motor 250 , an inverter controller 230 that controls the inverter 220 , and a DC power supply to the inverter 220 . It may include a converter 210 for supplying , and a converter control unit 215 for controlling the converter 210 .

한편, 전력변환장치(200)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 압축기 모터(250)에 변환된 전력을 공급한다. 이에 따라, 전력변환장치(200)는, 압축기 구동장치라고도 할 수 있다. 이하에서는 압축기 구동장치와 전력변환장치를 혼용하여 사용한다.Meanwhile, the power conversion device 200 receives AC power from the system, converts the power, and supplies the converted power to the compressor motor 250 . Accordingly, the power conversion device 200 may also be referred to as a compressor driving device. Hereinafter, the compressor driving device and the power conversion device are used interchangeably.

한편, 본 발명에 따르면, 전력변환장치(200)는, 인버터(220)에 직류 전원을 공급하는 컨버터(210)는, 삼상 교류 전원을 입력받아, 직류 전원을 변환을 수행한다. 이를 위해, 컨버터(210)는, 정류부(도 5a의 510)와 인터리브 부스트 컨버터(도 5a의 또는 도 5b의 520)를 구비할 수 있다. 그외, 리액터(미도시)를 더 구비하는 것도 가능하다.On the other hand, according to the present invention, the power conversion device 200, the converter 210 for supplying DC power to the inverter 220, receives the three-phase AC power input, performs conversion of the DC power. To this end, the converter 210 may include a rectifier ( 510 in FIG. 5A ) and an interleaved boost converter ( 520 in FIG. 5A or 5B ). In addition, it is also possible to further include a reactor (not shown).

컨버터(210)의 출력단인 dc단 에는, dc단 커패터(C)가 접속된다. dc단 커패시터(C)는, 컨버터(210)에서 출력되는, 전원을 저장할 수 있다. The dc terminal, which is the output terminal of the converter 210, is connected to a dc terminal capacitor (C). The dc terminal capacitor C may store power output from the converter 210 .

컨버터 제어부(215)는, 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(210)를 제어할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 컨버터(210)가 인터리브 부스트 컨버터(도 5a의 또는 도 5b의 520)를 구비하는 경우, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a의 또는 도 5b의 520)를 제어할 수 있다.The converter control unit 215 may control the converter 210 including the switching element. In particular, as described above, when the converter 210 includes the interleaved boost converter ( 520 of FIG. 5A or 5B ), the interleaved boost converter ( 520 of FIG. 5A or 5B ) can be controlled.

인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(250)에 출력할 수 있다. The inverter 220 includes a plurality of inverter switching elements, and converts the smoothed DC power (Vdc) by the on/off operation of the switching elements into three-phase AC power of a predetermined frequency to output to the three-phase motor 250 . can

구체적으로, 인버터(220)는, 복수의 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결될 수 있다. 그리고, 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. Specifically, the inverter 220 may include a plurality of switching elements. For example, a pair of upper-arm switching elements (Sa, Sb, Sc) and lower-arm switching elements (S'a, S'b, S'c) connected in series with each other are a pair, and a total of three pairs of upper and lower arm switching elements may be connected to each other in parallel (Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c). A diode may be connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.

인버터 제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(250)에 흐르는 출력 전류(io) 또는 dc단 커패시터 양단인 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, dc 단 전압(Vdc)은 dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.The inverter controller 230 may output the inverter switching control signal Sic to the inverter 220 to control the switching operation of the inverter 220 . The inverter switching control signal (Sic) is a switching control signal of the pulse width modulation method (PWM), based on the output current (i o ) flowing through the motor 250 or the dc terminal voltage (Vdc) across the dc terminal capacitor, generated can be printed out. At this time, the output current i o may be detected from the output current detection unit E, and the dc terminal voltage Vdc may be detected from the dc terminal voltage detection unit B.

dc 단 전압 검출부(B)는, dc 단 dc단 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위해, dc 단 전압 검출부(B)는, VT(voltage trnasformer) 또는 저항 소자 등을 구비할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은 인버터 제어부(230)에 입력된다.The dc terminal voltage detection unit B may detect a voltage Vdc stored in the dc terminal dc terminal capacitor C. To this end, the dc stage voltage detection unit (B) may include a voltage transformer (VT) or a resistance element. The detected dc terminal voltage Vdc is input to the inverter control unit 230 .

출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detection unit E may detect the output current i o flowing between the inverter 420 and the motor 250 . That is, the current flowing through the motor 250 is detected. The output current detection unit E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of two phases using three-phase balance.

출력전류 검출부(E)는 인버터(220)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be located between the inverter 220 and the motor 250 , and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used to detect the current.

한편, 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 컨버터 제어부(215)는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터(520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어할 수 있다.On the other hand, in relation to an embodiment of the present invention, the converter control unit 215, in the first mode, the phase difference between the first boost converter and the second boost converter of the interleaved boost converter (520 of FIG. 5A or 5B) is controlled to be the first phase difference, and when the current ripple flowing through the dc stage capacitor C is equal to or greater than a predetermined value, the second mode is entered, and between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters 520 . The phase difference can be controlled to be variable.

예를 들어, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520)가 2개의 부스트 컨버터를 구비하는 경우, 컨버터 제어부(215)는, 제1 모드에서, 2개의 부스트 컨버터가 180°의 위상 차이를 가지면서 동작하도도록 제어할 수 있다.For example, when the interleaved boost converter ( 520 in FIG. 5A or 5B ) includes two boost converters, the converter control unit 215 , in the first mode, the two boost converters have a phase difference of 180°. and can be controlled to operate.

한편, 컨버터 제어부(215)는, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, dc단 커패시터(C)의 소자 보호를 위해, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520)중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가, 인터리브 부스트 컨버터(520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하도록 제어할 수 있다. On the other hand, the converter control unit 215, when the current ripple flowing in the dc stage capacitor (C) is equal to or greater than a predetermined value, enters the second mode, to protect the element of the dc stage capacitor (C), the interleaved boost converter (FIG. 5A) Alternatively, the phase difference between the first boost converter and the second boost converter in 520 of FIG. 5B may be controlled to vary the phase difference between the first boost converter and the second boost converter of the interleaved boost converter 520 .

즉, 컨버터 제어부(215)는, 제2 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 180°의 위상 차이가 아니도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520)의 출력단에 배치되는 dc단 커패시터(C)로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다. 이에, 저용량의 커패시터 사용이 가능하게 되며, 나아가, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.That is, in the second mode, the converter control unit 215 controls so that the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters ( 520 of FIG. 5A or 5B ) is not a phase difference of 180° can do. Accordingly, it is possible to reduce the ripple current flowing into the dc terminal capacitor C disposed at the output terminal of the interleaved boost converter ( 520 of FIG. 5A or 5B ). Accordingly, it is possible to use a low-capacity capacitor, and furthermore, it is possible to reduce the manufacturing cost.

한편, 컨버터 제어부(215)는, 제2 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520)에서 출력되는 전류와, 부하(205)로 흐르는 전류가 동기화되도록, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변할 수 있다.Meanwhile, in the second mode, the converter control unit 215 controls the interleaved boost converter (FIG. 5A or 5B) so that the current output from the interleaved boost converter (520 in FIG. 5A or 5B) and the current flowing to the load 205 are synchronized. A phase difference between the first boost converter and the second boost converter in 520 of FIG. 5B may be varied.

한편, 컨버터 제어부(215)는, 제2 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520)에서 출력되는 전류와, 부하(205)로 흐르는 전류의 중첩 영역이 최대가 되도록, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520) 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변할 수 있다.Meanwhile, in the second mode, the converter control unit 215 controls the interleaved boost converter so that the overlapping region of the current output from the interleaved boost converter ( 520 in FIG. 5A or 5B ) and the current flowing to the load 205 is maximized. A phase difference between the first boost converter and the second boost converter in ( 520 of FIG. 5A or 5B ) may be varied.

한편, 컨버터 제어부(215)는, 인터리브 부스트 컨버터(도 5a 또는 도 5b의 520) 내의 부스트 컨버터의 개수가 n개인 경우, 제1 모드에서, 각 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 360°/n이 되도록 제어할 수 있다.On the other hand, the converter control unit 215, when the number of boost converters in the interleaved boost converter (520 in FIG. 5A or 5B) is n, in the first mode, so that the phase difference between the respective boost converters is 360 ° / n can be controlled

도 4a는 도 3의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.4A is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 3 .

도 4a를 참조하면, 인버터 제어부(230)는, 축변환부(310), 위치 추정부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A , the inverter control unit 230 includes an axis conversion unit 310 , a position estimation unit 320 , a current command generation unit 330 , a voltage command generation unit 340 , an axis conversion unit 350 , and a switching control signal output unit 360 .

축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The axis conversion unit 310 receives the three-phase output current (ia, ib, ic) detected by the output current detection unit (E) and converts it into a two-phase current (iα, iβ) of a stationary coordinate system.

한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. Meanwhile, the axis conversion unit 310 may convert the two-phase currents (iα, iβ) of the stationary coordinate system into the two-phase currents (id, iq) of the rotational coordinate system.

위치 추정부(320)는, 축변환부(310)에서 변환된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 모터(250)의 회전자 위치(

Figure 112015064564218-pat00001
)를 추정한다. 또한, 추정된 회전자 위치(
Figure 112015064564218-pat00002
)에 기초하여, 연산된 속도(
Figure 112015064564218-pat00003
)를 출력할 수 있다.The position estimation unit 320, based on the two-phase currents (iα, iβ) of the stationary coordinate system converted by the shaft transformation unit 310, the rotor position (
Figure 112015064564218-pat00001
) is estimated. Also, the estimated rotor position (
Figure 112015064564218-pat00002
) based on the calculated speed (
Figure 112015064564218-pat00003
) can be printed.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

Figure 112015064564218-pat00004
)와 목표 속도(ω)에 기초하여, 속도 지령치(ω* r)를 연산하며, 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112015064564218-pat00005
)와 목표 속도(ω)의 차이인 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, PI 제어기(435)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current command generation unit 330, the calculation speed (
Figure 112015064564218-pat00004
) and the target speed ω, a speed command value ω * r is calculated, and a current command value i * q is generated based on the speed command value ω * r . For example, the current command generation unit 330 may set the calculation speed (
Figure 112015064564218-pat00005
) and the target speed ω, based on the speed command value ω * r , the PI controller 435 may perform PI control and generate the current command value i * q . In the drawing, the q-axis current command value (i * q ) is exemplified as the current command value, but unlike the drawing, it is also possible to generate the d-axis current command value (i * d ) together. On the other hand, the value of the d-axis current command value (i * d ) may be set to 0.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current command generation unit 330, the current command value (i * q ) may further include a limiter (not shown) for limiting the level so as not to exceed the allowable range.

다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(444)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(448)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Next, the voltage command generation unit 340 includes the d-axis and q-axis currents (i d ,i q ) that are axis-transformed into the two-phase rotational coordinate system by the axis transformation unit, and the current command values ( Based on i * d ,i * q ), d-axis and q-axis voltage command values (v * d ,v * q ) are generated. For example, the voltage command generation unit 340 performs PI control in the PI controller 444 based on the difference between the q-axis current (i q ) and the q-axis current command value (i * q ), q A shaft voltage setpoint (v * q ) can be generated. In addition, the voltage command generator 340 performs PI control in the PI controller 448 based on the difference between the d-axis current (i d ) and the d-axis current command value (i * d ), and the d-axis voltage A setpoint (v * d ) can be generated. Meanwhile, the value of the d-axis voltage command value (v * d ) may be set to 0, corresponding to the case where the value of the d-axis current command value (i * d ) is set to 0.

한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the voltage command generation unit 340, the d-axis, q-axis voltage command value (v * d , v * q ) may further include a limiter (not shown) for limiting the level so as not to exceed the allowable range. .

한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are input to the axis conversion unit 350 .

축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112015064564218-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis conversion unit 350, the position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112015064564218-pat00006
) and d-axis and q-axis voltage command values (v * d ,v * q ) are received and axis transformation is performed.

먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112015064564218-pat00007
)가 사용될 수 있다.First, the axis transformation unit 350 performs transformation from a two-phase rotational coordinate system to a two-phase stationary coordinate system. At this time, the position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112015064564218-pat00007
) can be used.

그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.Then, the axis transformation unit 350 performs transformation from the two-phase stationary coordinate system to the three-phase stationary coordinate system. Through this conversion, the shaft conversion unit 1050 outputs a three-phase output voltage command value (v * a, v * b, v * c).

스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control signal output unit 360 generates a switching control signal (Sic) for an inverter according to a pulse width modulation (PWM) method based on the three-phase output voltage command value (v * a, v * b, v * c) to output

출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to a gate of each switching element in the inverter 420 . Accordingly, each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 performs a switching operation.

도 4b는 도 3의 컨버터 제어부의 내부 블록도이다.4B is an internal block diagram of the converter control unit of FIG. 3 .

도면을 참조하면, 컨버터 제어부(215)는, 전류 지령 생성부(410), 전압 지령 생성부(420), 및 스위칭 제어신호 출력부(430)를 포함할 수 있다. Referring to the drawing, the converter control unit 215 may include a current command generation unit 410 , a voltage command generation unit 420 , and a switching control signal output unit 430 .

전류 지령 생성부(410)는, 출력 전압 검출부(B), 즉 dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)과 dc 단 전압 지령치(V*dc)에 기초하여, PI 제어기 등을 통해 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. The current command generation unit 410, based on the dc stage voltage (Vdc) and the dc stage voltage command value (V * dc) detected by the output voltage detection unit (B), that is, the dc stage voltage detection unit (B), a PI controller, etc. d, q axis current setpoint (i * d ,i * q ) can be generated.

전압 지령 생성부(420)는 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 입력 전류(iL)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다.The voltage command generation unit 420 is based on the d, q axis current command value (i * d ,i * q ) and the detected input current (i L ) through the PI controller or the like, the d, q axis voltage command value (v * d) ,v * q ).

스위칭 제어신호 출력부(430)는 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여, 도 5a의 부스트 컨버터(515) 내의 부스트 스위칭 소자(S)를 구동하기 위한 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 부스트 컨버터(515a)에 출력할 수 있다.The switching control signal output unit 430 controls the converter switching for driving the boost switching element S in the boost converter 515 of FIG. 5A based on the d, q-axis voltage command values (v * d , v * q ) The signal Scc may be output to the boost converter 515a.

한편, 도 5b의 인터리브 부스트 컨버터(520)를 제어하기 위해, 전압 지령 생성부(420)는 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 제1 입력전류(iL1) 및 제2 입력전류(iL2)에 기초하여, PI 제어기 등을 통해 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다.Meanwhile, in order to control the interleaved boost converter 520 of FIG. 5B , the voltage command generator 420 includes the d, q-axis current command values (i * d , i * q ) and the detected first input current (i L1 ) And, based on the second input current (i L2 ), d, q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are generated through a PI controller or the like.

스위칭 제어신호 출력부(430)는 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여, 제1 부스트 컨버터(523) 내의 제1 부스트 스위칭 소자(S1)와 제2 부스트 컨버터(526) 내의 제2 부스트 스위칭 소자(S2)를 구동하도록, 제1 컨버터 스위칭 제어신호(Scc1)와 제2 컨버터 스위칭 제어신호(Scc2)를 각각 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526)로 출력한다. The switching control signal output unit 430 is based on the d, q-axis voltage command value (v * d , v * q ), the first boost switching element (S1) and the second boost converter (S1) in the first boost converter 523 ( The first converter switching control signal Scc1 and the second converter switching control signal Scc2 are respectively applied to the first boost converter 523 and the second boost converter 526 to drive the second boost switching element S2 in 526. ) is output.

도 5a는 도 3의 컨버터의 회로도의 일예이다.5A is an example of a circuit diagram of the converter of FIG. 3 .

도면을 참조하면, 컨버터(210)는, 삼상 교류 전원(210a,201b,201c)을 입력받아 정류하는 정류부(510)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)를 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the converter 210 may include a rectifier 510 that receives and rectifies the three-phase AC power supplies 210a, 201b, and 201c, and an interleaved boost converter 520 .

정류부(510)는, 삼상 브릿지 다이오드를 구비할 수 있다.The rectifying unit 510 may include a three-phase bridge diode.

인터리브 부스트 컨버터(520)는, 서로 병렬 접속되어, 인터리빙(Interleaving) 동작을 수행하는, 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526)를 구비할 수 있다.The interleaved boost converter 520 may include a first boost converter 523 and a second boost converter 526 that are connected in parallel to each other and perform an interleaving operation.

인터리빙(Interleaving)에 의한 전압 제어를 수행함으로써, 전류 분배에 의한 전압 제어가 가능해진다. 이에 따라, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 회로 소자 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.By performing voltage control by interleaving, voltage control by current distribution becomes possible. Accordingly, durability of circuit elements in the interleaved boost converter 520 may be improved. In addition, it becomes possible to reduce the ripple of the input current.

제1 부스트 컨버터(523)는, 인덕터(L1)와, 인덕터(L1)에 접속되는 다이오드(D1)와, 인덕터(L1)와 다이오드(D1) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1)를 구비한다. The first boost converter 523 includes an inductor L1, a diode D1 connected to the inductor L1, and a switching element S1 connected between the inductor L1 and the diode D1.

제2 부스트 컨버터(526)는, 인덕터(L2)와, 인덕터(L2)에 접속되는 다이오드(D2)와, 인덕터(L2)와 다이오드(D2) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S2)를 구비한다. The second boost converter 526 includes an inductor L2, a diode D2 connected to the inductor L2, and a switching element S2 connected between the inductor L2 and the diode D2.

한편, 입력 전압 검출을 위한 입력전압 검출부(A)가 정류부(510)와, 부스트 컨버터(515) 사이에 배치될 수 있으며, 입력 전류 검출을 위한 입력전류 검출부(F1,F2)가, 각각 인덕터(L1)과 인덕터(L2)의 각 전단 또는 후단에 배치될 수 있다.Meanwhile, the input voltage detection unit A for detecting the input voltage may be disposed between the rectifying unit 510 and the boost converter 515 , and the input current detection units F1 and F2 for detecting the input current are provided with an inductor ( L1) and the inductor L2 may be disposed at a front or rear end of each.

컨버터(210)에서 변환된 직류 전원은, 컨버터 출력단(210)에 접속되는 dc단 커패시터(C)로 출력되어 저장된다.The DC power converted by the converter 210 is output and stored as a DC terminal capacitor C connected to the converter output terminal 210 .

도 5b는 도 3의 컨버터의 회로도의 다른 예이다.5B is another example of a circuit diagram of the converter of FIG. 3 .

도면을 참조하면, 컨버터(210)는, 삼상 교류 전원(210a,201b,201c)을 입력받아 정류하는 정류부(510)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)를 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the converter 210 may include a rectifier 510 that receives and rectifies the three-phase AC power supplies 210a, 201b, and 201c, and an interleaved boost converter 520 .

도 5a와 달리, 3개의 부스트 컨버터를 구비할 수 있다. 즉, 인터리브 부스트 컨버터(520)는, 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526)와 제3 부스트 컨버터(529)를 구비할 수 있다.Unlike FIG. 5A , three boost converters may be provided. That is, the interleaved boost converter 520 may include a first boost converter 523 , a second boost converter 526 , and a third boost converter 529 .

도 5a와의 차이점을 중심으로 기술하면, 제3 부스트 컨버터(529)는, 인덕터(L3)와, 인덕터(L3)에 접속되는 다이오드(D3)와, 인덕터(L3)와 다이오드(D3) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S3)를 구비한다. 5A, the third boost converter 529 is connected between the inductor L3, the diode D3 connected to the inductor L3, and the inductor L3 and the diode D3. and a switching element S3 that becomes

한편, 입력 전압 검출을 위한 입력전압 검출부(A)가 정류부(510)와, 부스트 컨버터(515) 사이에 배치될 수 있으며, 입력 전류 검출을 위한 입력전류 검출부(F1,F2,F3)가, 각각 인덕터(L1), 인덕터(L2), 인덕터(L3)의 각 전단 또는 후단에 배치될 수 있다.Meanwhile, the input voltage detection unit A for detecting the input voltage may be disposed between the rectifying unit 510 and the boost converter 515 , and the input current detection units F1 , F2 , and F3 for detecting the input current are provided, respectively. Each of the inductor L1, the inductor L2, and the inductor L3 may be disposed at a front or rear end.

한편, 도 5a와 도 5b에서는, 인터리브 부스트 컨버터(520)의 출력단에 접속되는, dc단 커패시터(C)의 양단에, 부하(205)가 접속되는 것을 예시한다. 이때의 부하(205)는, 도 3 등에서 기술한, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, dc단 커패시터(C)에 저장된 전압을 이용하여, 모터(250)로 교류 전원을 출력하는 인버터(220)를 포함할하는 개념일 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 5A and 5B , the load 205 is connected to both ends of the dc terminal capacitor C, which is connected to the output terminal of the interleaved boost converter 520 . In this case, the load 205 includes a plurality of switching elements, as described in FIG. 3 and the like, and uses the voltage stored in the dc stage capacitor C, and an inverter 220 that outputs AC power to the motor 250 . It may be a concept to include.

한편, 압축기 모터 구동시, 부하 변동이 심하게 발생하며, 이에 따라, dc단 커패시터(C)의 양단에 저장된 직류 전원의 사용으로 인해, dc단 커패시터(C)의 양단 사이가 급격히 불안정해질 수도 있다.On the other hand, when the compressor motor is driven, a load fluctuation occurs severely, and accordingly, due to the use of the DC power stored at both ends of the dc stage capacitor C, between both ends of the dc stage capacitor C may be rapidly unstable.

도 6a 내지 도 6c는 도 5a의 컨버터 동작 설명에 참조되는 도면이다.6A to 6C are diagrams referenced in the description of the converter operation of FIG. 5A.

도 6a는, 도 5a에 도시된 인터리브 부스트 컨버터(520)의 동작의 일예를 예시하는 도면이다. FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the operation of the interleaved boost converter 520 illustrated in FIG. 5A .

구체적으로, 도 6a는, 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 내의 각 인덕터에 흐르는 전류(IL1a, IL2a)를 예시한다.Specifically, FIG. 6A illustrates currents I L1a and I L2a flowing through each inductor in the first boost converter 523 and the second boost converter 526 .

컨버터 제어부(215)는, 제1 모드에서, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 각 부스트 컨버터의 위상 차이가, 360°/n이 되도록 제어할 수 있다. The converter control unit 215 may control the phase difference of each boost converter in the interleaved boost converter 520 to be 360°/n in the first mode.

이에 따라, 제1 모드에서, 도 5a에 도시된 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 사이의 위상 차이는, 도면과 같이, 360°/2 = 180° 인 것이 바람직하다.Accordingly, in the first mode, the phase difference between the first boost converter 523 and the second boost converter 526 in the interleaved boost converter 520 shown in FIG. 5A is, as shown in the figure, 360°/2 = It is preferably 180°.

한편, 도 5a와 도 5b에서 도시한 바와 같이, dc단 커패시터(C)에 유입되는 커패시터 전류(Ic)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)의 출력 전류(Ico)와, 부하(205), 즉 인버터(220)로 공급되는 부하 전류 또는 인버터 출력(Ii)와의 차이에 의해 결정된다.On the other hand, as shown in Figures 5a and 5b, the capacitor current (Ic) flowing into the dc stage capacitor (C), the output current (Ico) of the interleaved boost converter 520, the load 205, that is, the inverter It is determined by the difference with the load current supplied to 220 or the inverter output Ii.

도 6b의 (a)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)의 출력 전류(Ico)의 파형을 예시하며, 도 6b의 (b)는, 인버터 출력(Ii)의 파형을 예시하며, 도 6b의 (c)는, dc단 커패시터(C)에 유입되는 커패시터 전류(Ic)의 파형을 예시한다.(a) of FIG. 6B illustrates a waveform of the output current Ico of the interleaved boost converter 520, (b) of FIG. 6B illustrates a waveform of the inverter output Ii, and (c) of FIG. 6B ) illustrates the waveform of the capacitor current Ic flowing into the dc terminal capacitor C.

특히, 도 6b의 각 전류는, 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 사이의 위상 차이가 180°인 경우의 전류를 예시한다.In particular, each current in FIG. 6B exemplifies a current when the phase difference between the first boost converter 523 and the second boost converter 526 is 180°.

한편, 도 6c의 (a)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)의 출력 전류(Ico)의 주파수 특성(FIco)을 예시하며, 도 6c의 (b)는, 인버터 출력(Ii)의 주파수 특성(FIi)을 예시하며, 도 6c의 (c)는, dc단 커패시터(C)에 유입되는 커패시터 전류(Ic)의 주파수 특성(FIc)을 예시한다.On the other hand, (a) of FIG. 6C exemplifies the frequency characteristic FIco of the output current Ico of the interleaved boost converter 520, and FIG. 6C (b) shows the frequency characteristic FIi of the inverter output Ii. ), and (c) of FIG. 6c illustrates the frequency characteristic FIc of the capacitor current Ic flowing into the dc terminal capacitor C.

인터리브 부스트 컨버터(520)의 스위칭 주파수, 및 인버터(220)의 스위칭 주파수에 의해, 도면과 같이, 리플 성분이 큰 주파수 대역(610, 620, 630)이 발생하게 된다.By the switching frequency of the interleaved boost converter 520 and the switching frequency of the inverter 220, as shown in the figure, frequency bands 610, 620, and 630 having a large ripple component are generated.

특히, dc단 커패시터(C)에 유입되는 커패시터 전류(Ic)의 주파수 특성(FIc)을 보면, 특정 주파수 대역(630)에서 리플 성분이 크게 발생하는 것을 알 수 있다.In particular, looking at the frequency characteristic FIc of the capacitor current Ic flowing into the dc stage capacitor C, it can be seen that a ripple component is largely generated in a specific frequency band 630 .

이에 따라, 본 발명에서는, dc단 커패시터(C)에 유입되는 커패시터 전류(Ic)의 리플이 소정치 이상인 경우, 인터리브 부스트 컨버터(520) 각 부스트 컨버터 간의 위상 차이를 고정으로 한정하지 않고, 가변하는 기법을 사용한다. 이에 대해서는, 이하의 도 7을 참조하여 기술한다.Accordingly, in the present invention, when the ripple of the capacitor current Ic flowing into the dc stage capacitor C is greater than or equal to a predetermined value, the phase difference between the interleaved boost converters 520 and the respective boost converters is not limited to fixed, but variable. use the technique This will be described with reference to FIG. 7 below.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환장치의 동작방법을 나타내는 순서도이고 도 8a 내지 도 12b는 도 7의 동작방법의 설명에 참조되는 도면이다.7 is a flowchart illustrating an operating method of a power conversion device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 12B are diagrams referenced in the description of the operating method of FIG. 7 .

먼저, 도 7을 참조하면, 컨버터 제어부(215)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)를 제1 모드로 동작하도록 제어한다(S610). 즉, 도 6a 등과 같이, 인터리브 부스트 컨버터(520) 각 부스트 컨버터 간의 위상 차이를 고정시켜 동작하도록 제어할 수 있다.First, referring to FIG. 7 , the converter controller 215 controls the interleaved boost converter 520 to operate in the first mode ( S610 ). That is, as shown in FIG. 6A , the interleaved boost converter 520 may be controlled to operate by fixing a phase difference between the respective boost converters.

예를 들어, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 부스트 컨버터의 개수가 2개인 경우, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 180°이 되도록 제어할 수 있다.For example, when the number of boost converters in the interleaved boost converter 520 is two, the phase difference between the boost converters may be controlled to be 180°.

다른 예로, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 부스트 컨버터의 개수가 3개인 경우, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 120°이 되도록 제어할 수 있다.As another example, when the number of boost converters in the interleaved boost converter 520 is three, the phase difference between the boost converters may be controlled to be 120°.

다음, 컨버터 제어부(215)는, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인지 여부를 판단하고(S620), 해당하는 경우, 인터리브 부스트 컨버터(520)를 제2 모드로 동작하도록 제어한다(S630). 즉, 인터리브 부스트 컨버터(520) 각 부스트 컨버터 간의 위상 차이가 가변되도록 제어할 수 있다.Next, the converter control unit 215 determines whether the current ripple flowing through the dc terminal capacitor C is equal to or greater than a predetermined value (S620), and, if applicable, controls the interleaved boost converter 520 to operate in the second mode. do (S630). That is, the interleaved boost converter 520 may be controlled to vary the phase difference between the respective boost converters.

한편, 컨버터 제어부(215)는, 도 5a 또는 도 5b의 인터리브 부스트 컨버터(520)의 출력단 전류를 검출하는 전류 검출부(G1), 인버터에 흐르는 전류 검출을 위한 전류 검출부(G2)를 이용하여, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 리플을 판단할 수 있다.On the other hand, the converter control unit 215, using the current detection unit (G1) for detecting the output terminal current of the interleaved boost converter 520 of FIG. 5A or 5B, and the current detection unit (G2) for detecting the current flowing through the inverter, dc However, the current ripple flowing through the capacitor C can be determined.

또는, 다른 예로, 도 5a 또는 도 5b의 dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 검출을 위한 전류 검출부(G3)를 이용하여, 직접 dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류 리플을 판단할 수도 있다.Alternatively, as another example, the current ripple flowing directly through the dc stage capacitor C may be determined using the current detection unit G3 for detecting the current flowing through the dc stage capacitor C of FIG. 5A or 5B .

도 6c와 같이, 특정 주파수 대역(630)에서의 전류 리플 성분의 크기가 소정치 이상으로 나타나는 경우, 컨버터 제어부(215)는, 제2 모드로 진입하여, 인터리브 부스트 컨버터(520) 중 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어할 수 있다.As shown in FIG. 6C , when the magnitude of the current ripple component in the specific frequency band 630 is greater than or equal to a predetermined value, the converter control unit 215 enters the second mode, and the first boost among the interleaved boost converters 520 . A phase difference between the converter 523 and the second boost converter 526 may be controlled to vary.

도 8a는 제1 모드와 제2 모드의 동작 설명에 참조되는 도면이다.8A is a diagram referenced in the description of the operation of the first mode and the second mode.

도면을 참조하면, 가로축은 모터 속도 또는 파워를 나타내며, 세로축은, 커패시터에 흐르는 전류(Ic)의 크기를 나타낸다.Referring to the drawings, the horizontal axis represents the motor speed or power, and the vertical axis represents the magnitude of the current Ic flowing through the capacitor.

도면을 참조하면, 제1 모드(Mode 1)에서, 모터의 속도가 증가함에 따라, 순차적으로 커패시터에 흐르는 전류의 크기가 증가하는 그래프(Sia)를 예시한다. Referring to the drawing, in the first mode (Mode 1), as the speed of the motor increases, a graph Sia in which the magnitude of the current flowing through the capacitor sequentially increases is exemplified.

이때, 커패시터에 흐르는 전류의 크기가 소정치(Irc) 이상인 경우, 컨버터 제어부(215)는, 제2 모드로 진입하는 경우, 커패시터에 흐르는 전류가 감소되도록, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변되도록 제어한다.At this time, when the magnitude of the current flowing through the capacitor is equal to or greater than the predetermined value Irc, the converter control unit 215 controls so that the phase difference between the boost converters is varied so that the current flowing through the capacitor is reduced when the second mode is entered. do.

이에 따라, 도면과 같이, 제2 모드에서, 커패시터에 흐르는 전류의 크기가, 소정치(Irc) 부근으로 머무르는 그래프(Sib)가 나타날 수 있게 된다.Accordingly, as shown in the drawing, in the second mode, a graph Sib in which the magnitude of the current flowing through the capacitor stays near the predetermined value Irc may appear.

한편, 도 6에서는, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 고정하는 제1 모드와 가변하는 제2 모드로 구분하여 예시하였으나, 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부하에 따라, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 6 , the first mode in which the phase difference between the boost converters is fixed and the second mode in which the phase difference between the boost converters are divided and illustrated. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, according to the load, It is also possible to vary the phase difference.

또한, 커패시터에 흐르는 전류를 실시간으로 파악하여, 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 연속적으로 가변하는 것도 가능하다.In addition, it is possible to continuously vary the phase difference between the boost converters by grasping the current flowing through the capacitor in real time.

특히, 컨버터 제어부(215)는, 컨버터 출력단의 부하가 커질수록, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 커지도록 제어하거나, 컨버터 출력단의 부하가 작아질수록, 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 작아지도록 제어함으로써, 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 배치되는 커패시터로의 유입되는 리플 전류를 저감할 수 있게 된다.In particular, the converter control unit 215 controls the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to increase as the load of the converter output stage increases, or as the load on the converter output stage decreases, interleave By controlling the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the boost converters to be small, it is possible to reduce the ripple current flowing into the capacitor disposed at the output terminal of the interleaved boost converter.

이러한 방식에 따르면, 도 8b와 같은, 그래프(Slx) 특성이 나타날 수 있게 된다. 즉, 도 8a의 제1 모드 구간을, 바로 제2 모드 구간으로 대체하는 경우, 도면과 같이, 모터의 속도가 증가하더라도, 커패시터에 흐르는 전류의 크기의 증가율은 도 8a에 비해 낮게 된다.According to this method, a graph Slx characteristic as shown in FIG. 8B may appear. That is, when the first mode section of FIG. 8A is directly replaced with the second mode section, as shown in the figure, even when the speed of the motor increases, the increase rate of the magnitude of the current flowing through the capacitor is lower than that of FIG. 8A .

도 8b에서는, 제1 모드 운전시의 그래프(Sly)에 비해, 증가율이 현저히 낮은 그래프(Slx)가 예시된다.In FIG. 8B , a graph Slx having a significantly lower increase rate than the graph Sly during the first mode operation is illustrated.

도 9a는, 2개의 부스트 컨버터를 구비하는 인터리브 부스트 컨버터에서, 제1 모드로 동작하는 것을 예시하며, 도 9b는, 위상 차이 가변인 제2 모드로 동작하는 것을 예시한다.9A illustrates operation in a first mode in an interleaved boost converter having two boost converters, and FIG. 9B illustrates operation in a second mode in which the phase difference is variable.

즉, 도 9a는, 각 부스트 컨버터의 인덕터(L1,L2)에 흐르는 전류(Il1a,IL2a)의 위상 차이가 180°인 것을 예시하며, 도 9b는, 각 부스트 컨버터의 인덕터(L1,L2)에 흐르는 전류Il1,IL2)의 위상 차이가 α°인 것을 예시한다. That is, FIG. 9A illustrates that the phase difference between the currents I 11a and I L2a flowing through the inductors L1 and L2 of each boost converter is 180°, and FIG. 9B shows the inductors L1 and L2 of each boost converter. ), the phase difference between the currents I l1 ,I L2 ) is α°.

도 10은 위상 차이 가변을 위한 제어부의 내부 블록도의 일예이다.10 is an example of an internal block diagram of a control unit for varying a phase difference.

도 10의 제어부(700) 내부의 구성요소는, 상술한 도 3의 컨버터 제어부(215) 내부에 구비될 수 있다. 즉, 도 4b의 구성요소와 함께 구비될 수 있다. The components inside the control unit 700 of FIG. 10 may be provided inside the converter control unit 215 of FIG. 3 described above. That is, it may be provided together with the components of FIG. 4B .

한편, 도 3의 컨버터 제어부(215)와 인버터 제어부(230)가 하나로 통합되는 경우, 도 10의 제어부(700) 내부의 구성요소는, 통합되는 제어부의 일부일 수 있다.Meanwhile, when the converter control unit 215 and the inverter control unit 230 of FIG. 3 are integrated into one, the components inside the control unit 700 of FIG. 10 may be a part of the integrated control unit.

도면을 참조하면, 제어부(700)는, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 부스트 컨버터 간의 위상 차이(Δθ)를 검출하는 위상 차이 검출부(710)와, 검출된 위상 차이(Δθ)에 기초하여 위상을 조정하는 위상 조정부(720)와, 조정된 위상(θa,θb)에 기초하여, 인터리브 부스트 컨버터(520) 내의 각 부스트 컨버터에 스위칭 제어 신호(Scc)를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(740)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the controller 700 adjusts the phase based on the phase difference detector 710 that detects the phase difference Δθ between the boost converters in the interleaved boost converter 520 and the detected phase difference Δθ. and a switching control signal output unit 740 that outputs a switching control signal Scc to each boost converter in the interleaved boost converter 520 based on the adjusted phases θa and θb. can do.

도 4b의 전압 지령 생성부(420)로부터의, 컨버터 스위칭 제어를 위한 듀티 신호(duty_c)가, 위상 차이 검출부(710), 및 스위칭 제어 신호 출력부(740)에 입력될 수 있다. 여기서, 스위칭 제어 신호 출력부(740)는, 도 4b의 스위칭 제어 신호 출력부(430)일 수 있다. A duty signal duty_c for converter switching control may be input from the voltage command generator 420 of FIG. 4B to the phase difference detector 710 and the switching control signal output unit 740 . Here, the switching control signal output unit 740 may be the switching control signal output unit 430 of FIG. 4B .

또는, 스위칭 제어 신호 출력부(740)는, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)와 인버터 스위칭 제어 신호(Sicc)를 함께 출력하는 것도 가능하다.Alternatively, the switching control signal output unit 740 may output the converter switching control signal Scc and the inverter switching control signal Sicc together.

한편, 제어부(700)는, 스위칭 제어 신호 출력부(740)에 기초하여 위상(θinv,θcon)을 출력하는 위상 출력부(750)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the control unit 700 may further include a phase output unit 750 for outputting phases θinv and θcon based on the switching control signal output unit 740 .

한편, 위상 조정부(720)는, 위상 출력부(750)로부터의 위상(θinv,θcon)과, 위상 차이 검출부(710)에서 검출된 위상 차이(Δθ)에 기초하여, 위상을 조정하고, 조정된 위상(θa,θb)을 출력할 수 있다.On the other hand, the phase adjustment unit 720, based on the phase (θinv, θcon) from the phase output unit 750 and the phase difference (Δθ) detected by the phase difference detection unit 710, adjusts the phase, adjusted The phases θa and θb can be output.

한편, 위상 조정부(720)에서 출력되는 조정된 위상(θa,θb)에 대한 위상 변화를 제한하며, 위상 변화 제한된 위상값(θa1,θb1)을 스위치 제어 신호 출력부(740)로 출력하는 위상 변화 제한부(730)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the phase change for the adjusted phases θa and θb output from the phase adjuster 720 is limited, and the phase change limited to the phase values θa1 , θb1 is output to the switch control signal output unit 740 . A limiting unit 730 may be further provided.

도 11a는, 인버터에 입력되는 전류(Iia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Icoa)의 일예를 예시한다.11A illustrates an example of the current Iia input to the inverter and the current Icoa output from the interleaved boost converter 520 .

도면에서는, 인버터에 입력되는 전류(Iia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Icoa)의 중첩 영역이 적은 것을 예시한다. 이에 의하면, 인버터에 입력되는 전류(Iia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Icoa)가 동기화지 않아, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류의 리플이 커지게 된다. In the drawing, it is exemplified that the overlapping region between the current Iia input to the inverter and the current Icoa output from the interleaved boost converter 520 is small. Accordingly, the current Iia input to the inverter and the current Icoa output from the interleaved boost converter 520 are not synchronized, and the ripple of the current flowing through the dc stage capacitor C increases.

dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류의 리플을 저감하기 위해, 컨버터 제어부(215)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류와, 부하(205)로 흐르는 전류가 동기화되도록, 인터리브 부스트 컨버터(520) 중 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 사이의 위상 차이를 가변할 수 있다. In order to reduce the ripple of the current flowing through the dc stage capacitor C, the converter control unit 215 is configured such that the current output from the interleaved boost converter 520 and the current flowing to the load 205 are synchronized with the interleaved boost converter ( In 520 , a phase difference between the first boost converter 523 and the second boost converter 526 may be varied.

즉, 컨버터 제어부(215)는, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류와, 부하(205)로 흐르는 전류의 중첩 영역이 최대가 되도록, 인터리브 부스트 컨버터(520) 중 제1 부스트 컨버터(523)와 제2 부스트 컨버터(526) 사이의 위상 차이를 가변할 수 있다.That is, the converter control unit 215 controls the first boost converter 523 of the interleaved boost converter 520 such that the overlapping region of the current output from the interleaved boost converter 520 and the current flowing to the load 205 is maximized. and a phase difference between the second boost converter 526 and the second boost converter 526 may be varied.

다음, 도 11b는, 인버터에 입력되는 전류(Ia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Ico)의 다른 예를 예시한다.Next, FIG. 11B illustrates another example of the current Ia input to the inverter and the current Ico output from the interleaved boost converter 520 .

컨버터 제어부(215)가 위상 차이 가변을 수행하는 경우, 도면과 같이, 인버터에 입력되는 전류(Ia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Ico)의 중첩 영역이 최대가 되며, dc단 커패시터(C)에 흐르는 전류의 리플이 작아지게 된다. When the converter control unit 215 performs the phase difference variable, as shown in the figure, the overlap region of the current Ia input to the inverter and the current Ico output from the interleaved boost converter 520 becomes the maximum, and dc However, the ripple of the current flowing through the capacitor C becomes small.

도면에서는, 인버터에 입력되는 전류(Ia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Ico)의, 하이 레벨 상승 구간이 일치하는 것을 예시한다.In the drawing, it is exemplified that the high level rising period between the current Ia input to the inverter and the current Ico output from the interleaved boost converter 520 coincides with each other.

즉, 컨버터 제어부(215)는, 인버터에 입력되는 전류(Ia)와, 인터리브 부스트 컨버터(520)에서 출력되는 전류(Ico)의, 하이 레벨 상승 구간이 일치하도록 제어할 수 있다.That is, the converter control unit 215 may control the high level rising period between the current Ia input to the inverter and the current Ico output from the interleaved boost converter 520 to match.

도 12a는, 3개의 부스트 컨버터를 구비하는 인터리브 부스트 컨버터에서, 제1 모드로 동작하는 것을 예시하며, 도 12b는, 위상 차이 가변인 제2 모드로 동작하는 것을 예시한다.12A illustrates operation in a first mode in an interleaved boost converter having three boost converters, and FIG. 12B illustrates operation in a second mode in which a phase difference is variable.

즉, 도 12a는, 각 부스트 컨버터의 인덕터(L1,L2,L3)에 흐르는 전류(Il1a,IL2a,IL32a)의 위상 차이가 120°인 것을 예시하며, 도 12b는, 각 부스트 컨버터의 인덕터(L1,L2,L3)에 흐르는 전류(Il1,IL2,IL32)의 위상 차이가 α°인 것을 예시한다. That is, FIG. 12A illustrates that the phase difference between the currents I 11a , I L2a , and I L32a flowing in the inductors L1, L2, L3 of each boost converter is 120°, and FIG. 12B shows the It is exemplified that the phase difference between the currents I l1 , I L2 , and I L32 flowing through the inductors L1, L2, and L3 is α°.

한편, 본 발명의 전력변환장치는, 공기조화기 외에 다양한 장치에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 세탁물 처리기기, 조리기기, 냉장고, TV 등에 적용될 수 있다. 나아가, 직류 전원 레벨을 가변을 위한 인터리브 부스트 컨버터를 채용하는, 다양한 전자 기기에서 적용될 수 있다. On the other hand, the power conversion device of the present invention can be applied to various devices other than the air conditioner. For example, it may be applied to a laundry treatment device, a cooking device, a refrigerator, a TV, and the like. Furthermore, it can be applied to various electronic devices employing an interleaved boost converter for varying the DC power level.

한편, 본 발명의 전력변환장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 전력변환장치 또는 공기조화기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.On the other hand, the operating method of the power converter or air conditioner of the present invention can be implemented as a processor-readable code on a processor-readable recording medium provided in the power converter or air conditioner. The processor-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by the processor is stored. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., and also includes those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet. . In addition, the processor-readable recording medium is distributed in a computer system connected to a network, so that the processor-readable code can be stored and executed in a distributed manner.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (17)

인터리브 부스트 컨버터;
상기 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터에 접속되는 부하; 및
상기 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
제1 모드에서, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 제1 위상차가 되도록 제어하고,
상기 dc단 커패시터에 흐르는 전류 리플이 소정치 이상인 경우, 제2 모드로 진입하여, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 인터리브 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 간의 위상 차이를 검출하는 위상 차이 검출부;
상기 검출된 위상 차이에 기초하여 위상을 조정하는 위상 조정부;
상기 조정된 위상에 기초하여, 상기 인터리브 부스트 컨버터 내의 각 부스트 컨버터에 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;
상기 스위칭 제어 신호 출력부에 기초하여 위상을 출력하는 위상 출력부;를 포함하고,
상기 위상 조정부는, 상기 위상 출력부로부터의 위상과, 상기 위상 차이 검출부에서 상기 검출된 위상 차이에 기초하여, 위상을 조정하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.interleaved boost converter;
a dc terminal capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter;
a load connected to the dc terminal capacitor; and
a control unit for controlling the interleaved boost converter;
The control unit is
In the first mode, a phase difference between a first boost converter and a second boost converter among the interleaved boost converters is controlled to be a first phase difference,
When the current ripple flowing through the dc stage capacitor is greater than or equal to a predetermined value, the second mode is entered, and a phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is controlled to vary,
The control unit is
a phase difference detector detecting a phase difference between boost converters in the interleaved boost converter;
a phase adjustment unit for adjusting a phase based on the detected phase difference;
a switching control signal output unit configured to output a switching control signal to each boost converter in the interleaved boost converter based on the adjusted phase;
a phase output unit for outputting a phase based on the switching control signal output unit;
The phase adjustment unit, based on the phase from the phase output unit, and the phase difference detected by the phase difference detection unit, power conversion device, characterized in that for adjusting the phase. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 모드에서, 상기 인터리브 부스트 컨버터에서 출력되는 전류와, 상기 부하로 흐르는 전류가 동기화되도록, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The control unit is
In the second mode, the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is varied so that the current output from the interleaved boost converter and the current flowing to the load are synchronized power converter. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 모드에서, 상기 인터리브 부스트 컨버터에서 출력되는 전류와, 상기 부하로 흐르는 전류의 중첩 영역이 최대가 되도록, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The control unit is
In the second mode, varying the phase difference between the first boost converter and the second boost converter of the interleaved boost converter so that an overlap region between the current output from the interleaved boost converter and the current flowing to the load is maximized Power conversion device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인터리브 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터의 개수가 n개인 경우, 상기 제1 모드에서, 각 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 360°/n이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The control unit is
When the number of boost converters in the interleaved boost converter is n, in the first mode, the power conversion device, characterized in that the control so that the phase difference between each boost converter is 360 ° / n. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위상 조정부에서 출력되는 조정된 위상에 대한 위상 변화를 제한하며, 위상 변화 제한된 위상값을 상기 스위칭 제어 신호 출력부로 출력하는 위상 변화 제한부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The control unit is
The power conversion device further comprising a; phase change limiting unit for limiting the phase change for the adjusted phase output from the phase adjustment unit, and outputting the phase change limited phase value to the switching control signal output unit. 제1항에 있어서,
상기 부하는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 dc단 커패시터에 저장된 전압을 이용하여, 모터로 교류 전원을 출력하는 인버터를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 인버터를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The load is
An inverter having a plurality of switching elements and using the voltage stored in the dc terminal capacitor to output AC power to the motor,
The control unit is
Power conversion device, characterized in that further controlling the inverter. 제1항에 있어서,
상기 부하는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 dc단 커패시터에 저장된 전압을 이용하여, 모터로 교류 전원을 출력하는 인버터를 포함하며,
상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.According to claim 1,
The load is
An inverter having a plurality of switching elements and using the voltage stored in the dc terminal capacitor to output AC power to the motor,
Power conversion device comprising a; inverter control unit for controlling the inverter. 인터리브 부스트 컨버터;
상기 인터리브 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터에 접속되는 부하; 및
상기 인터리브 부스트 컨버터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
부하에 따라, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 가변하도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 인터리브 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 간의 위상 차이를 검출하는 위상 차이 검출부;
상기 검출된 위상 차이에 기초하여 위상을 조정하는 위상 조정부;
상기 조정된 위상에 기초하여, 상기 인터리브 부스트 컨버터 내의 각 부스트 컨버터에 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;
상기 스위칭 제어 신호 출력부에 기초하여 위상을 출력하는 위상 출력부;를 포함하고,
상기 위상 조정부는, 상기 위상 출력부로부터의 위상과, 상기 위상 차이 검출부에서 상기 검출된 위상 차이에 기초하여, 위상을 조정하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.interleaved boost converter;
a dc terminal capacitor connected to an output terminal of the interleaved boost converter;
a load connected to the dc terminal capacitor; and
a control unit for controlling the interleaved boost converter;
The control unit is
controlling the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters to vary according to the load;
The control unit is
a phase difference detector detecting a phase difference between boost converters in the interleaved boost converter;
a phase adjustment unit for adjusting a phase based on the detected phase difference;
a switching control signal output unit configured to output a switching control signal to each boost converter in the interleaved boost converter based on the adjusted phase;
a phase output unit for outputting a phase based on the switching control signal output unit;
The phase adjustment unit, based on the phase from the phase output unit, and the phase difference detected by the phase difference detection unit, power conversion device, characterized in that for adjusting the phase. 제10항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 부하가 커질수록, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.11. The method of claim 10,
The control unit, as the load increases, the power conversion device, characterized in that the control so that the phase difference between the first boost converter and the second boost converter of the interleaved boost converter increases. 제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인터리브 부스트 컨버터에서 출력되는 전류와, 상기 부하로 흐르는 전류가 동기화되도록, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
Power conversion device, characterized in that for varying the phase difference between the first boost converter and the second boost converter of the interleaved boost converter so that the current output from the interleaved boost converter and the current flowing to the load are synchronized. 제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인터리브 부스트 컨버터에서 출력되는 전류와, 상기 부하로 흐르는 전류의 중첩 영역이 최대가 되도록, 상기 인터리브 부스트 컨버터 중 제1 부스트 컨버터와 제2 부스트 컨버터 사이의 위상 차이를 가변하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
Power conversion characterized in that the phase difference between the first boost converter and the second boost converter among the interleaved boost converters is varied so that an overlap region between the current output from the interleaved boost converter and the current flowing to the load is maximized Device. 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위상 조정부에서 출력되는 조정된 위상에 대한 위상 변화를 제한하며, 위상 변화 제한된 위상값을 상기 스위칭 제어 신호 출력부로 출력하는 위상 변화 제한부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
The power conversion device further comprising a; phase change limiting unit for limiting the phase change for the adjusted phase output from the phase adjustment unit, and outputting the phase change limited phase value to the switching control signal output unit. 냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기; 및
상기 압축기를 구동하기 위한 전력변환장치;를 포함하며,
상기 전력변환장치는,
제1항 내지 제4항, 제7항 내지 제13항, 제16항 중 어느 한 항의 전력변환장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
a compressor that compresses the refrigerant;
a heat exchanger performing heat exchange using the compressed refrigerant; and
Including; a power conversion device for driving the compressor;
The power conversion device,
An air conditioner comprising the power conversion device of any one of claims 1 to 4, 7 to 13, and 16.
KR1020150094888A 2015-07-02 2015-07-02 Power converting apparatus and air conditioner including the same KR102370444B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150094888A KR102370444B1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Power converting apparatus and air conditioner including the same
US15/741,227 US10516331B2 (en) 2015-07-02 2016-06-30 Power conversion device and air conditioner comprising same
PCT/KR2016/007047 WO2017003221A1 (en) 2015-07-02 2016-06-30 Power converting device and air conditioner having same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150094888A KR102370444B1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Power converting apparatus and air conditioner including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170004487A KR20170004487A (en) 2017-01-11
KR102370444B1 true KR102370444B1 (en) 2022-03-03

Family

ID=57608767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150094888A KR102370444B1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Power converting apparatus and air conditioner including the same

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10516331B2 (en)
KR (1) KR102370444B1 (en)
WO (1) WO2017003221A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11239785B2 (en) * 2017-11-02 2022-02-01 Ford Global Technologies, Llc Electric motor with integrated charger
KR102101730B1 (en) * 2018-05-29 2020-04-20 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus and home appliance including the same
WO2021095209A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 三菱電機株式会社 Power conversion device, motor drive device, blower, compressor, and air conditioner
US11444540B1 (en) * 2021-07-20 2022-09-13 Nxp Usa, Inc. Loop gain compensation of interleaved boost converter using cycle time

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070253223A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for multi-phase power conversion
US20110132899A1 (en) * 2008-09-01 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corporation Converter circuit and motor drive apparatus, air-conditioner, refrigerator, and induction heating cooker provided with the circuit
US20140271272A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Lg Electronics Inc. Power converter and air conditioner having the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3710454B2 (en) 2003-03-31 2005-10-26 Ｔｄｋ株式会社 Power supply device and control device thereof
US8072193B2 (en) * 2009-01-21 2011-12-06 Fsp Technology Inc. Phase shift control method for boost converter and circuit implementation
JP5141982B2 (en) 2009-04-01 2013-02-13 株式会社デンソー Power supply
US8723487B2 (en) * 2012-03-09 2014-05-13 Majid Pahlevaninezhad Zero voltage switching interleaved boost AC/DC converter
KR20140112297A (en) 2013-03-13 2014-09-23 엘지전자 주식회사 Power converter and air conditioner including the same
US9602025B2 (en) * 2013-07-12 2017-03-21 Infineon Technologies Austria Ag Multiphase power converter circuit and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070253223A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for multi-phase power conversion
US20110132899A1 (en) * 2008-09-01 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corporation Converter circuit and motor drive apparatus, air-conditioner, refrigerator, and induction heating cooker provided with the circuit
US20140271272A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Lg Electronics Inc. Power converter and air conditioner having the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20180226881A1 (en) 2018-08-09
KR20170004487A (en) 2017-01-11
US10516331B2 (en) 2019-12-24
WO2017003221A1 (en) 2017-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102308028B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR101720496B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102314037B1 (en) Mootor driver and air conditioner including the same
KR102422899B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102135086B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR101759906B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102543891B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102370444B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102485727B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102203433B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR102396563B1 (en) Motor driver and air conditioner including the same
KR102366586B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR102199378B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102135083B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR101591884B1 (en) Motor controller, method and Air conditioner comprising the same
KR102317144B1 (en) Mootor driver and air conditioner including the same
EP3121525B1 (en) Power conversion apparatus and air conditioner including the same
KR102366401B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR102313302B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR102426372B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR102379836B1 (en) Mootor driver and air conditioner including the same
KR102080519B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
KR101990445B1 (en) Power converting apparatus and air conditioner including the same
KR101905480B1 (en) Mootor driver and air conditioner including the same
KR102136153B1 (en) Motor driving device and air conditioner including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant